en hiver

Pendant l’hiver, le vent souffle (il peut même y avoir des tempêtes), la durée du jour est courte et le soleil est souvent caché derrière les nuages, l’eau est froide. L’océan se mélange alors sur la verticale, parfois sur plusieurs centaines de mètres de profondeur. Ce mélange permet un enrichissement de l’eau de surface en éléments nutritifs, abondants en profondeur et indispensables à la croissance du phytoplancton, qui se trouve en surface. Toutefois, le mélange vertical transporte le phytoplancton du haut vers le bas et de bas en haut, si bien que ce dernier ne reçoit plus, en moyenne, assez de lumière pour faire sa photosynthèse et se développer.

au printemps

Il faut attendre la fin de l’hiver ou le printemps pour voir le phytoplancton se développer. Le soleil brille à nouveau, le vent souffle moins fort, l’eau de surface se réchauffe. Dans cet océan plus calme (on dit que la colonne d’eau est "stratifiée"), ensoleillé et riche en éléments nutritifs, le phytoplancton trouve des conditions de croissance optimales. Se produit alors ce que les océanographes appellent une "floraison" ou un "bloom" de phytoplancton. Le plus souvent ce sont des diatomées qui dominent le bloom. Le phytoplancton prolifère tellement que l’océan devient vert ! Cette couleur est due aux fortes concentrations en chlorophylle a, une molécule présente chez touts les végétaux, dont le phytoplancton, et qui leur permet de capter la lumière du soleil.

en été et en automne

Au fil des semaines, le phytoplancton épuise les éléments nutritifs dissous dans l’eau. La quantité d’éléments nutritifs devient insuffisante pour permettre à de nouvelles cellules de phytoplancton de croître. Le phytoplancton commence à vieillir. Les cellules de phytoplancton les plus grosses, qui sont aussi les plus lourdes (souvent des diatomées), coulent vers le fond de l’océan. D’autres ont été consommées par des organismes du zooplancton, qui pourront eux-mêmes servir de nourriture aux poissons. Le phytoplancton qui reste dans les eaux de surface est composé principalement de petites cellules, comme des nano-flagellés ou des cyanobactéries. C’est la fin de l’été, puis l’automne. Avec l’hiver qui arrive, un nouveau cycle saisonnier pourra commencer.

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des saisons peu marquées

Dans les tourbillons subtropicaux l’eau est chaude et, dans ces régions, l’éclairement solaire est fort toute l’année ou presque. Les eaux étant stratifiées, il n’y a pas d’apports d’eau profonde à la surface où, par conséquent, les eaux sont généralement très pauvres en éléments nutritifs. On dit qu’elles sont "oligotrophes". Dans ces eaux oligotrophes, le phytoplancton est composé en grande partie de toutes petites cellules du groupe des cyanobactéries.

observer les déserts océaniques

De par leur immensité et leur isolement géographique, les déserts océaniques ont longtemps été peu étudiés. Grâce aux satellites on en sait un peu plus aujourd’hui. On sait par exemple que les eaux les plus pauvres en phytoplancton sont situées dans le tourbillon subtropical de l’Océan Pacifique Sud (à l’est de la Polynésie). Pendant l’été austral, la quantité de chlorophylle a y est tellement faible que l’eau devient bleue profond, presque violette. Les flotteurs profileurs sont très adaptés à l’observation de ces déserts océaniques. Permettront-ils aux océanographes d’y découvrir l’existence d’un cycle saisonnier de phytoplancton ?

la réponse de l’océan aux changements climatiques

Les scientifiques font des calculs qui prennent en compte l’augmentation prévue de la concentration en gaz carbonique (CO₂) dans l’atmosphère et de la température de l’océan au cours des 50 à 100 prochaines années. Les premiers résultats montrent que les régions oligotrophes pourraient devenir encore plus oligotrophes et que, aux très hautes latitudes, la saison favorable à la croissance du phytoplancton pourrait s’allonger. Les effets combinés de ces modifications pourraient globalement conduire à une diminution de la production du phytoplancton dans l’Océan Mondial. Il est aussi question d’une diminution relative des grandes espèces dans la composition du phytoplancton. Bien sûr, ce ne sont pour l’instant que de premiers résultats et il faudra encore beaucoup de travail pour obtenir des prévisions robustes.

les conséquences pour la pompe biologique à carbone

En utilisant du CO₂ d’origine atmosphérique pour fabriquer sa propre matière vivante, le phytoplancton contribue à la pompe biologique à carbone, c’est-à-dire au "piégeage" de CO₂ dans l’océan profond. Si, tel que le prévoient les scientifiques, la production du phytoplancton se trouve modifiée au cours des prochaines décennies, il est possible que la capacité de l’océan à piéger du CO₂ par voie biologique diminue. L’évolution des saisons de l’océan avec les changements climatiques pourrait ainsi avoir un fort impact sur notre planète.